[发明专利]高导热水合盐相变材料及其制备方法

说明书

本发明涉及相变材料技术领域，尤其是一种高导热水合盐相变材料及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：制备还原石墨烯水分散液；将所述还原石墨烯水分散液与无机盐搅拌、超声，得到所述高导热水合盐相变材料。本发明水合盐相变材料具有较高的导热性，同时对相变材料的焓值等性质影响较小。此外，本发明制备方法适用范围广泛，所有无机水合盐相变储能材料都可以利用还原石墨烯水分散液和其相应的盐类制备高导热、相变焓值降低少的相变材料。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，尤其是一种高导热水合盐相变材料及其制备方法。

背景技术

相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。相变材料转变物理性质的过程称为相变过程，此过程伴随着能量的存储和释放，可有效提高能源的利用率，在能源问题较为突出的当今社会，相变材料的这一特点为其赢得了较高的关注度。

相变材料可分为有机相变材料和无机相变材料，亦可分为水合盐相变材料和蜡质相变材料。其中，无机类水合盐相变材料由于具有相变潜热大、价格低、不易燃、安全无毒等优点在多领域中得到广泛应用，但同时这类相变材料在相变过程中存在导热性能较差、具有过冷、体系稳定性差等缺点。

中国专利CN 101805591A公开了一种无机水合盐膨胀石墨复合相变储热材料及制备方法，该材料由质量为85-89份无机水合盐三水醋酸钠作为储热基体，质量为5.5-6.5份的十二水磷酸氢二钠作成核剂、质量为2.5-3.5份的羧甲基纤维素作增稠剂，并以质量为3-4.5份的膨胀石墨作为高导热系数的材料掺混在无机水合盐混合物中。该材料可解决其在贮热过程中存在的过冷、相分层及低导热系数问题。

中国专利CN 105131909A公开了一种无机复合高导热相变储热材料及其制备方法，该储热材料由结晶水合盐、高分子吸水树脂(SPA)、多孔泡沫铜复合制成，其中结晶水合盐的质量分数占88.1％，高分子吸水树脂(SPA)质量分数占0.9％，多孔泡沫铜的质量分数占11％，上述材料中选用的多孔泡沫铜空隙率在98％以上。该材料具有吸热放热速度快，储热量大，发生相变后外形不变的优点。

对于相变材料而言，热导率是非常重要的参数之一，热导率决定了材料的传热快慢。慢的导热率会增加材料不同部分的温度梯度，提高传热的时间常数，减慢传热速率。因此为改善无机类水合盐相变材料导热性差等缺点，现有技术(例如上述公开专利)会在相变材料中加入大量的添加剂，例如可提高导热性能的膨胀石墨、石墨粉等。但这种方法会引入新的问题，即加入大量此类添加剂，会在提高传热的同时导致相变材料的其他性能(如相变材料的焓值)大幅度下降，从而降低相变材料的储热性能。因此实有必要对水合盐相变材料进行更深入的研究，在提高其导热性能的同时，减少对相变材料其他性能的影响。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明人进行了潜心研究，在付出了大量创造性劳动和经过深入实验探索后，从而完成了本发明。

第一个方面，本发明提供一种高导热水合盐相变材料的制备方法，包括以下步骤：

制备还原石墨烯水分散液；

将所述还原石墨烯水分散液与无机盐搅拌、超声，得到所述高导热水合盐相变材料。

进一步地，所述还原石墨烯水分散液是用还原剂还原氧化石墨烯水分散液得到的。

进一步地，制备所述还原石墨烯水分散液的步骤是：用hummers方法制备所述氧化石墨烯水分散液；将所述还原剂与所述氧化石墨烯水分散液进行搅拌、分散，在恒温条件下反应后，超声分散，得到所述还原石墨烯水分散液。